NOVINKY Z CHEMIE
obyvatelstva toxickými látkami považovanými od- borníky za nejrizikovější pro zdraví. Tyto národní studie umožní posoudit rozdíly v expozici oby- vatel a pátrat po příčinách odlišností. Jednotná metodika odběru vzorků biologického materiálu i dotazníkového šetření, zaměřeného na stravová- ní a způsob života, pomůže srovnatelně vyhodno- tit výsledky a vysledovat možné zdroje expozice. Úkolem celého rozsáhlého projektu PARC je vyvinout metody nové generace pro hodnocení rizik toxických chemických látek s cílem chránit lidské zdraví. Některé látky svými účinky totiž vy- volávají obavy odborníků a odpovědných úřadů, což vede ke snahám o omezení vstupu toxic- kých látek do prostředí. Pomocí nových údajů, odborných znalostí a nástrojů proto projekt cílí na podporu regulace jejich výroby a používání v souladu s chemickou strategií Evropské unie pro udržitelnost. » www.szu.cz, www.eu-parc.eu
Tato směs jim umožnila udržet molekuly foto- kyselin v roztoku stabilní po dobu téměř jednoho měsíce. Dále zajistila, že světlo mohlo být pou- žito k přepínání roztoku mezi kyselým a zásadi- tým prostředím podle potřeby. Pokud by vědci použili organické rozpouštědlo bez vody, reakce by byla nevratná. Obejít se bez vytápění I další procesy zachycování uhlíku jsou cyk- lické. Jedna ze zavedených metod pracuje s filtry, které zachycují molekuly CO 2 při okolní teplotě. Pro následné odstranění CO 2 z filtrů je třeba tyto filtry zahřát na teplotu kolem 100 stupňů Celsia. Ohřev a chlazení jsou však energeticky náročné: tvoří hlavní podíl energie potřebné pro metodu fil- trů. „ Naproti tomu náš postup nepotřebuje žádné ohřívání ani chlazení, takže je mnohem méně energeticky náročný, “ říká Lukatskaya. A co víc, nová metoda vědců z ETH potenciálně funguje pouze se slunečním světlem. „ Dalším zajímavým aspektem našeho systému je to, že můžeme během několika sekund přejít z prostředí alkalického na kyselé a během něko- lika minut zpět na alkalické. To nám umožňuje přepínat mezi zachycováním a uvolňováním uh- líku mnohem rychleji než v systému ovládaném teplotou, “ vysvětluje de Vries. Touto studií vědci prokázali, že fotokyseliny lze v laboratoři použít k zachycování CO 2 . Jejich dal- ším krokem na cestě k tržnímu využití bude další zvýšení stability molekul fotokyselin. Musí také prozkoumat parametry celého procesu, aby jej mohli dále optimalizovat. » www.ethz.ch/en/news-and-events/eth-news/ news/2024/01/capturing-greenhouse-gases- -with-the-help-of-light.html NOVÝ POKROK VE VÝVOJI SENZORŮ PRO MĚŘENÍ PH Fraunhoferův institut pro fotonické mik- rosystémy IPMS zveřejnil významný pokrok v chemické a biochemické analýze. Tým vedený Dr. Olafem R. Hildem, vedoucím oddělení tech- nologie chemických senzorů, úspěšně vyvinul průkopnickou snímací vrstvu pro čipové měření pH a úspěšně ji integroval do tranzistoru citlivého na ionty (ISFET). pH roztoku je nejdůležitějším parametrem che- mické a biochemické analýzy. Čip ISFET s novou senzorovou vrstvou vyvinutou vědci z Fraunho- ferova ústavu umožňuje v kombinaci s běžnou referenční elektrodou velmi přesné měření pH v rozsahu od 1 do 13. Kompaktní nerozbitný sen- zorický čip o rozměrech 5 x 5 mm² se vyznačuje minimálním driftem < 20 µV/h i nízkou hysterezí a zároveň se snadno integruje. Výrazného zlep- šení bylo dosaženo také při snížení citlivosti na světlo. Jednou z hlavních výhod senzoru je jeho schopnost suchého skladování. Kromě toho lze elektrický pracovní bod senzoru flexibilně nasta- vit prostřednictvím konstrukce a provozních para- metrů, přičemž je možné dosáhnout provozního napětí (VDS) nižšího než 1V. Dr. Hild, vedoucí výzkumného týmu, vyjádřil své nadšení z naměřených dat, kterých mechanicky odolný senzor dosáhl: „ Díky těmto vlastnostem je nový ISFET obzvláště vhodný pro analýzu ži- votního prostředí přímo na místě. “ Dr. Hild dále zdůraznil, že dalším důležitým cílem výzkumu je vyvinout takovou vrstvu senzoru, která umožní měření pH výhradně na čipu, díky čemuž od- padne potřeba konvenčních referenčních elek-
trod. Tato průlomová technologie by pak měla potenciál kontinuálně shromažďovat údaje o ži- votním prostředí po dlouhou dobu bez nutnosti zásahu obsluhy. Fyzikální principy ISFET od Fraunhofer IPMS Nový ISFET od Fraunhofer IPMS je založen na technologii tranzistoru s polem účinků na bázi oxidů kovů (MOS), přičemž plocha senzoru v kontaktu s médiem je tvořena amfoterní vrstvou oxidu kovů. Hydroniové nebo hydroxidové ionty z média jsou reverzibilně adsorbovány na tuto snímací vrstvu, což umožňuje měřit pH média. Jako měřicí signál se pak používá odezva napětí mezi hradlem a zdrojem (VGS) vůči referenční elektrodě (Ag/AgCl v 3 M KCl). Vývoj institutu IPMS významně přispívá k dal- šímu rozvoji environmentální analýzy a otevírá nové možnosti pro přesnější a efektivnější získá- vání dat v oblasti chemické analýzy. » www.ipms.fraunhofer.de PRVNÍ ROČNÍK CENY CZEXPATS IN SCIENCE PRO VÝZNAMNÉ ČESKÉ VĚDKYNĚ A VĚDCE
ZACHYCOVÁNÍ SKLENÍKOVÝCH PLYNŮ POMOCÍ SVĚTLA
Vědci z Eidgenössische Technische Hoch- schule Zürich (ETH) vyvíjejí novou metodu od- straňování CO 2 z atmosféry. Využívá molekuly, které se působením světla stávají kyselými. Je- jich nový proces vyžaduje mnohem méně ener- gie než běžné technologie. Vědci pod vedením profesorky elektrochemic- kých energetických systémů Marie Lukatské staví na skutečnosti, že v kyselých vodných roztocích je CO 2 přítomen jako CO 2 , ale v alkalických vod- ných roztocích reaguje za vzniku uhličitanů, tj. solí kyseliny uhličité. Tato chemická reakce je vratná. Kyselost kapaliny určuje, zda obsahuje CO 2 nebo uhličitany. Aby vědci ovlivnili kyselost kapalného vzorku, přidali do něj molekuly zvané fotokyseliny, které reagují na světlo. Pokud je pak taková kapalina ozářena světlem, molekuly prostředí okyselí. Ve tmě se vrátí do původního stavu, díky němuž se vodný roztok stane zásaditějším. Takto podrobně funguje metoda výzkumníků ETH: Vědci oddělují CO 2 ze vzduchu tak, že vzduch ve tmě prochází kapalinou obsahující fotokyseliny. Protože je tato kapalina zásaditá, CO 2 reaguje a vytváří uhličitany. Jakmile se soli v kapalině nahromadí do značné míry, výzkum- níci kapalinu ozáří světlem. Tím se stane kyselou a uhličitany se přemění na CO 2 . CO 2 z kapaliny vybublává, stejně jako v lahvi Coca Coly, a lze jej shromažďovat v nádržích na plyn. Když v kapa- lině nezůstane téměř žádný CO 2 , vědci vypnou světlo a cyklus začne znovu, přičemž kapalina je připravena k zachycování CO 2 . Vše závisí na směsi V praxi se však vyskytl problém: použité foto- kyseliny jsou ve vodě nestabilní. „ Během našich prvních pokusů jsme si uvědomili, že se mole- kuly po jednom dni rozkládají, “ říká Anna de Vries, doktorandka ve skupině Lukatské a hlavní autorka studie. Lukatskaya, de Vries a jejich kolegové proto analyzovali rozpad molekuly. Problém vyřešili tak, že reakci neprováděli ve vodě, ale ve směsi vody a organického rozpouštědla. Vědci dokázali laboratorními pokusy určit optimální poměr obou kapalin a své závěry dokázali vysvětlit díky mo- delovým výpočtům, které provedli vědci z paříž- ské Sorbonnské univerzity .
V ZAHRANIČÍ ZÍSKALA GENOMIČKA MARKÉTA TOMKOVÁ
Ve středu 27. března 2024 se v prostorách Uni- verzity Karlovy uskutečnilo slavnostní vyhlášení prvního ročníku prestižní Ceny Czexpats in Sci- ence, kterou získala významná česká genomič- ka Markéta Tomková z Oxfordské univerzity . Ocenění je určeno pro mladé české vědkyně a vědce všech vědních oborů, kteří působí v zahra- ničí, avšak zároveň udržují silné profesní a osobní vazby s Českou republikou. Cena Czexpats in Science, založená stejno- jmenným spolkem ve spolupráci s firmou DIANA Biotechnologies , si klade za cíl podpořit a veřejně ocenit práci a úspěchy českých vědců v zahraničí. Kritéria výběru zdůrazňují nejen vě- deckou excelenci, ale také společenský přesah a jasnou vizi přínosu pro budoucí rozvoj vědy a společnosti. Laureátku Markétu Tomkovou vy- brala odborná porota soutěže z 37 vysoce kva- lifikovaných kandidátek a kandidátů, kteří svými životními příběhy, kariérními drahami a vědec- kými úspěchy potvrzují vysokou úroveň české vědy v zahraničí. Markéta Tomková svým výzkumem v oblasti genomiky a sekvenování DNA přispívá k lepšímu porozumění vzniku rakoviny a nabízí nové mož- nosti její prevence a léčby. Ve svém týmu Markéta Tomková pravidelně hostí studenty a postdok- torandy z ČR a aktivně se věnuje popularizaci vědy. Laureátka převzala díky podpoře DIANA Biotechnologies finanční prémii a unikátní skle- něnou sošku z dílny českých designerů Kláry Janypkové a Tomáše Kučery. Děkujeme všem kandidátům za účast a gratulujeme Markétě Tom- kové k zaslouženému ocenění. Věříme, že Cena Czexpats in Science bude i nadále inspirací pro všechny české vědkyně a vědce v zahraničí a posílí jejich vazby s domovem. » www.czexpats.org
52
CHEMAGAZÍN • 2 / XXXIV (2024)
Made with FlippingBook. PDF to flipbook with ease